6.4.5. Методы восстановления точности размерных цепей оборудования

Прежде чем рассматривать методы восстановления точности раз­мерных цепей оборудования, остановимся на общих вопросах ремон­тных размерных цепей.

Размерной цепью называют систему взаимно связанных размеров (звеньев размерной цепи), координирующих относительное положе­ние поверхностей детали, деталей в узле или узлов в машине. Графи­ческое изображение размерной цепи в виде замкнутого контура, обра­зуемого последовательно примыкающими один к другому размерами, называется схемой размерной цепи.

Различают цепи подетальные и сборочные, линейные и угловые, плоскостные и пространственные.

Рис. 6.6. Номограммы для выбора измерительных средств и контроля валов:

1— штангенциркуль с отчетом 0,1 мм; 2— штангенциркуль с отчетом 0,05 мм; 3 — штангенциркуль с отчетом 0,02 мм; 4 — микрометр без указания класса точности; 5— микрометр нулевого класса точности; 6 — рычажная скоба; 7— оптиметр

В каждой размерной цепи один из размеров называют замыкаю­щим, а все остальные — составляющими. Замыкающим называют размер, величина которого в порядке выполнения технологических операций изготовления детали или сборки узла является функцией величин всех остальных размеров (составляющих).

Все размеры в схемах размерных цепей рекомендуется изображать в виде размерных линий, ограниченных с одной стороны стрелкой. При этом условно принимается то, что при круговом обходе по кон­туру цепи направление стрелок у всех составляющих размеров по ходу движения должно быть одинаковым, а стрелка замыкающего размера должна иметь противоположное направление (рис. 6.7). Со­ставляющие размеры делятся на увеличивающие, которые при своем возрастании увеличивают замыкающий размер, и на уменьшающие, которые при своем возрастании уменьшают замыкающий размер.

Увеличивающие и уменьшающие размеры легко определяются по направлению стрелок в схемах размерных цепей. Составляющие разме­ры, имеющие одинаковое направление стрелок с направлением стрелки замыкающего размера, являются увеличивающими, а размеры, имею­щие противоположное направление стрелок, — уменьшающими.

Выявление размерных цепей начинается с выявления замыкаю­щих размеров, т. е. размеров, к точности которых предъявляются оп­ределенные техническое требования.

После установления замыкающего размера определяют размеры, изменение которых вызывает изменение замыкающего размера. Вы­явление размерной цепи заканчивается построением ее схемы с уста­новлением всех увеличивающих и уменьшающих составляющих раз­меров.

В процессе эксплуатации оборудования (изделий машинострое­ния) установленная при его изготовлении точность размерных цепей нарушается вследствие износа поверхностей или деформации дета­лей. Причем, как правило, в конкретной размерной или кинемати­ческой цепи износ, деформация наблюдаются у нескольких составля­ющих ее звеньев. Восстановление точности размерной цепи сводится к восстановлению точности ее замыкающего размера, которое может быть выполнено тремя методами: путем восстановления всех изно­шенных звеньев до их первоначальных размеров и отклонений, задан­ных конструктором; методом компенсации износа посредством пере­распределения допусков и отклонений между составляющими размерами; методом введения при ремонте компенсирующих звеньев.

Первый метод, очевидно, наименее технологичен, трудоемок. Для его реализации весь объем работ, связанный с конструкторской, тех­нологической, организационной подготовкой изготовления новых

деталей, аналогичных изношенным звеньям, дополняется объемом работ, связанных с восстановительными, ремонтными операциями. Поэтому данный метод можно реализовать лишь в условиях мощного серийного или массового ремонтного производства или когда иные методы восстановления точности размерной цепи неприемлемы из-за условия, например, сохранения ее кинематической точности.

В тех же случаях, когда выполнение последнего условия не обяза­тельно, а главным условием является достижение первоначальной точности замыкающего звена размерной цепи, применяют второй или третий методы.

Метод компенсации износа путем перераспределения допусков между составляющими размерами реализуется в два этапа. На первом этапе выполняется инженерный анализ размерной цепи, включаю­щий: выявление замыкающего размера цепи; установление составля­ющих звеньев, подверженных износу и деформациям; выбор звена цепи, за счет которого можно восстановить ее точность; расчет номи­нального ремонтного размера, допуска и отклонений на него для зве­на, изменением которого восстанавливается точность цепи.

Для решения первых трех задач инженеру требуется тщательно изучить конструктивные и эксплуатационные особенности звеньев и в целом размерной цепи. Последняя задача решается следующим об­разом.

Пусть в размерной цепи N (см. рис. 6.7) детали с размерами N₁, N₂, N₇ в процессе эксплуатации подвержены износу. Размеры N₃, N₄, N₅, N₆, точность которых в процессе эксплуатации не была нарушена', за­меняют одним эквивалентным размером N₀, для которого номиналь­ное значение определяется по формуле

а допуск на который δ_No рассчитывается по формуле

где δ_Ni - допуски на изготовление 1-х звеньев.

Допустим, что восстановление первоначальной точности замыка­ющего звена N_Σ возможно и целесообразно за счет размера N₁. Изме­рив размеры N₀, N₂ и N₇, получаем их действительные значения без учета погрешностей геометрической формы с отклонениями, опреде­ляемыми погрешностями измерения Δ. Так как эти размеры рассчи­тываются в процессе ремонта, восстановления точности цепи, обо­значим их индексами р. Итак, эти размеры будут иметь величины:

Номинальное значение ремонтного размера N_1p находится из уравнения:

Допуск δ_1р размера N_lp находят на основании формулы для требу­емого допуска на размер замыкающего звена:

откуда

Координата середины поля допуска m_1р будет равна координате середины поля допуска на замыкающий размер m_Σ, которая опреде­ляется для новой размерной цепи по формуле:

т. е. сумма координат середины полей допусков увеличивающих (по отношению к замыкающему звену) размеров за минусом координат уменьшающих размеров звеньев цепи. Координаты же m₁, ..., m₇ оп­ределяются как полусуммы верхнего и нижнего отклонений на соот­ветственные размеры.

Таким образом, верхнее и нижнее отклонения на ремонтный раз-мео оавны:

Метод восстановления точности размерной цепи путем введения при ремонте компенсирующих звеньев в конечном итоге сводится к определению величины компенсатора Q которая полностью опреде­ляется по величине износа деталей, т. е. для рассмотренной выше раз­мерной цепи после измерения действительных значений размеров ее звеньев:

Допуск же на размер компенсатора определится по аналогии с выражением (6.11):